따라서 실질적으로 물질이 없는 진공에서는 일반적으로 소리의 전파에 대해 이야기하기 어렵습니다. 그러한 조건에 존재하는 생명체의 경우 최고의 마이크 또는 블루투스 스피커와 같은 조합은 의미가 없습니다. 우주에도 완전한 공극이 없다는 것을 고려하더라도, 우리는 행성간 또는 성간 물질을 가지고 있기 때문에 밀도가 일반적으로 너무 작아서 소리의 전파를 의심할 수 없습니다.
지구의 음속은 주로 …
그러한 정의에서 우리에게 오는 논리적인 결론은 음속이 매질의 밀도 및 기타 속성과 관련될 수 있다는 것입니다. 지구에서 공기 중 음속은 저강도 음(그리고 이것은 우리가 다루는 거의 모든 경우에 해당)과 관련하여 진동 주파수에 의존하지 않습니다. 그렇기 때문에 다른 주파수로 구성된 사운드가 전체적으로 동시에 청취자에게 도달합니다(사운드를 모델링하는 장애물 및 가능한 반사의 영향은 생략합니다). 대신 음속은 공기의 온도에 따라 달라집니다.
표준 허용 음속은 340m/s, 즉 음파가 15도에 도달하는 속도입니다. 더운 날에는 소리가 조금 더 빠르게 이동하고, 서리가 내린 날씨에는 속도가 훨씬 느립니다. 섭씨 -40도에서는 이미 306m/s이고 섭씨 40도에서는 355m/s입니다.
물론 우리는 공기에 대해서만 이야기하고 있습니다. 예를 들어 나무, 금속, 다이아몬드의 경우 속도가 다르기 때문입니다. 다이아몬드의 속도는 18km/s인 반면, 이산화탄소만으로 구성된 대기에서는 259m/s에 불과합니다.
화성과 그 표면의 음원
이산화탄소에 대해 말하자면, 현재 대기가 대부분 이 가스로 채워져 있는 이 화성으로 돌아갈 가치가 있습니다. 이산화탄소는 화성 대기의 95%를 차지합니다. 또한 그곳은 일반적으로 지구보다 훨씬 춥고, 아마도 가장 중요한 것은 대기의 밀도가 지구 대기의 밀도에 비해 거의 무시할 수 있다는 것입니다. 에베레스트 정상에서도 Perseverance 로버가 음속을 측정하기 위한 실험을 수행한 화성의 평균 공기 밀도보다 공기 밀도가 50배 더 높습니다.
테스트에는 여러 가지 다른 음원이 사용되었습니다. 예를 들어, 2500rpm으로 회전하는 Ingenuity 헬리콥터의 로터는 주파수 84Hz의 소리를 생성하고 SuperCam 레이저로 발사된 암석 파편이 증발하여 생성된 음파의 주파수는 2000Hz입니다. 이러한 음원은 화성 표면에서 굴러갈 때도 소음이 나는 로버의 바퀴와 달리 로버로부터 충분한 거리에 있습니다. 소리는 Perseverance 마이크에 의해 녹음됩니다.
화성의 소리는 속도가 다르며 주파수에 따라 다릅니다.
이 측정값을 기반으로 화성 대기의 음속을 결정할 수 있었습니다. 예상대로 이 속도는 완전히 이산화탄소로 구성된 매질과 비슷하지만 흥미롭게도 소리의 주파수에 따라 다릅니다.
화성의 음속은 주파수에 따라 달라지며, 주파수가 높을수록 음속이 빨라집니다.
따라서 낮은 톤은 240m/s의 속도로 전파되고 높은 톤은 250m/s의 속도에 도달합니다. 아마도 Perseverance가 등록하지 못한 더 높은 주파수의 진동이 더 빨리 퍼졌을 것입니다. 이제 화성에서 연주되는 서로 다른 주파수로 구성된 악기나 음높이가 다른 여러 악기의 소리를 상상해 보십시오. 우리의 귀는 무엇을 들을까요? 우리는 우주복이나 공기 밀도가 지구와 비슷한 방 없이 화성 표면에서 인간이 기능하는 어려움을 무시하고 있습니다.
Perseverance 로버에 탑재된 두 개의 마이크
과학자들에 따르면 위의 의존성은 매우 희박하고 차갑고 대부분이 이산화탄소 대기의 결과입니다. 이 모든 것이 이전에는 이론적인 추측의 영역이었지만 이제는 실제 측정값이 있으므로 비평가들도 이를 부인하지 않을 것입니다.
물론 모든 것이 그렇게 간단하지 않습니다. 왜냐하면 지구에서 음악을 들을 때 환경의 장애물로 인한 간섭도 중요한 역할을 하고 이것은 또한 자연에 비해 소리를 변화시키기 때문입니다. 화성에서는 가변 속도가 추가적인 문제가 될 것입니다.
화성의 침묵은 오늘날 자명한 것으로 볼 수 있는 용어입니다.
화성의 환경에는 또 다른 특징이 있습니다. 소리는 그곳으로 전파될 수 있지만 매우 빠르게 감쇠합니다. 이미 8미터 후에는 크게 흐려질 수 있으며 가장 높은 주파수의 경우에는 완전히 마비될 수 있습니다. 이것은 지구보다 8배나 짧은 거리입니다. 이러한 이유로 과학자들은 화성이 대부분의 시간 동안 매우 조용하다고 제안합니다. 너무 조용해서 Mission Control은 로버의 마이크가 고장나서 작동하지 않는 것을 감지했습니다.
화성 대기의 저기압으로 인해 화성의 소리는 매우 빠르게 익사합니다.
조건은 이론적으로 오디오 애호가에게 이상적인 청취 위치인 무반사실과 비슷할 것입니다(실제로는 실내의 특성이 유익한 효과를 줄 수 있으며 이러한 실내가 항상 편안한 것은 아닙니다). 뿐만 아니라 우리의 폐에 치명적인 대기의 구성.
출처: NASA, inf. 소유하다
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